PCB设计之“如何使用Allegro建立Pad”

赞

本文主要介绍如何使用Allegro的Pad Designer/Padstack Editor建立焊盘。

使用Allegro进行PCB设计都会遇到建立Pad的过程，本文从Pad的基本概念入手，详细介绍SMT Pad和Thru Pad的建立过程。


Pad的基本概念

1、元件的物理焊盘

  • Regular Pad（规则焊盘）。有圆形、方形、椭圆形、矩形、八边形、任意形状(Shape)。

Regular Pad主要是与Top Layer，Bottom Layer，Internal Layer等所有的正片进行连接（包括布线和覆铜）。一般应用在顶层，底层，和信号层，因为这些层较多用正片。

  • Thermal Relief（热风焊盘）。有圆形、方形、椭圆形、矩形、八边形、任意形状(Shape)。

  • Anti Pad（隔离焊盘）。用于防止管脚和其他网络相连。有圆形、方形、椭圆形、矩形、八边形、任意形状（Shape)。

Thermal Relief（热风焊盘）和Anti Pad（隔离盘），主要是与负片进行连接和隔离绝缘。一般应用在VCC或GND等内电层，因为这些层较多用负片。但是我们在Begin Layer和End Layer也设置Thermal Relief（热风焊盘），Anti Pad（隔离盘）的参数，那是因为Begin Layer和End Layer也有可能做内电层，也有可能是负片。

综上所述，也就是说，对于一个固定焊盘的连接，如果你这一层是正片，那么就是通过你设置的Regular Pad与这个焊盘连接，ThermalRelief（热风焊盘），Anti Pad（隔离盘）在这一层无任何作用。如果这一层是负片，就是通过Thermal Relief（热风焊盘），AntiPad（隔离盘）来进行连接和隔离，Regular Pad在这一层无任何作用。当然，一个焊盘也可以用Regular Pad与Top Layer的正片同网络相连，同时，用Thermal Relief（热风焊盘）与GND内电层的负片同网络相连（比如GND引脚，在Top和Bot层用正片，在GND层用负片）。

2、阻焊层（Solder Mask）

Solder Mask，是指板子上要上绿油的部分。因为阻焊层使用的是负片输出，所以实际有Solder Mask的部分在阻焊层的形状映射到板子上以后，并不是上了绿油阻焊，反而是露出了铜皮（有阻焊层的地方，不会上绿油而是镀锡）。通常为了增大铜皮的厚度，采用阻焊层上划线去绿油，然后加锡达到增加铜线厚度的效果。

3、助焊层（Paste Mask）

机器贴片的时候用的。对应着所有贴片元件的焊盘，在SMT加工时，通常采用一块钢板，将PCB上对应着元器件焊盘的地方打孔，然后钢板上上锡膏，PCB在钢板下的时候，锡膏漏下去，也就刚好每个焊盘上都能沾上焊锡，所以通常助焊层不能大于实际的焊盘的尺寸。用“<=”最恰当不过。

4、预留层（Film Mask）

用于添加用户自定义信息。


SMT Pad的层和尺寸

SMT Pad的层及相关层的尺寸主要如下：

  • Begin Layer

  • Regular Pad具体尺寸根据实际封装的大小进行设置。

  • Thermal Relief通常要比规则焊盘尺寸大20mil，如果Regular Pad尺寸小于40mil，需要适当减小尺寸差异。

  • Anti Pad通常要比规则焊盘尺寸大20mil，如果Regular Pad尺寸小于40mil，需要适当减小尺寸差异。

  • Solder Mask通常比规则焊盘大4mil。


  • Paste Mask通常≤规则焊盘。


  • Film Mask应用比较少，用户自己设定。





SMT Pad设计流程

表贴焊盘只需设置Begin Layer、Solder Mask_TOP、Paste Mask_TOP层的Regular Pad。



详细步骤如下：
  • 选择Single layer mode
  • Views一栏选择Top
  • Begin Layer，Regular Pad的尺寸根据实际大小确定
  • Solder Mask_TOP（表贴焊盘只有一面），比Begin Layer的Regular Pad大6mil。
  • Paste Mask_TOP（表贴焊盘只有一面），与Begin Layer的Regular Pad一样。
  • 对于一些高速应用的组容感（如高速ADC、高速信号等），焊盘可以考虑做成圆形、椭圆形、多边形等，Cut the corner region could decrease the edge effect inthe process, and decrease the mismatch.



Through Pad的层和尺寸

Through Pad的层及相关层的尺寸主要如下：

  • Begin Layer和End Layer
  • Regular Pad的尺寸比Drill Diameter的尺寸至少大16mil

至少钻孔尺寸 + 16mil （钻孔尺寸 < 50)

至少钻孔尺寸 + 30mil （钻孔尺寸 >= 50)

至少钻孔尺寸 + 40mil （钻孔为矩形或椭圆形)

  • Thermal Relief 和 Anti Pad要比Regular Pad的尺寸大20mil

  • DEFAULT INTERNAL：中间层
  • DRILL_SIZE：实际PIN尺寸+ 10mil
  • Regular Pad：
至少钻孔尺寸 + 16mil （钻孔尺寸 < 50)
至少钻孔尺寸 + 30mil （钻孔尺寸 >= 50)
至少钻孔尺寸 + 40mil （钻孔为矩形或椭圆形)
  • Thermal Pad：
Inner Diameter:内孔尺寸：钻孔尺寸 + 16mil
Outer Diameter外孔尺寸：钻孔尺寸 + 30mil
Wed Open开口尺寸：

  12：钻孔尺寸 <= 10mil

  15：钻孔尺寸 11~40 mil

  20：钻孔尺寸 41 ~ 70mil

  30：钻孔尺寸 71~170mil

  40：钻孔尺寸 171 以上

保证连接处的宽度不小于10mil
Angle：45
  • Anti Pad：钻孔尺寸+30mil
  • Solder Mask，通常比规则焊盘大6mil。
  • Paste Mask，通常≤规则焊盘。

★注：贴片焊盘要有Solder Mask_TOP和Paste Mask_TOP。通孔要有Solder Mask_TOP和Solder Mask_BOTTOM，因为两边都要露在外面。盲孔要有Solder Mask_TOP，因为一边露在外面。埋孔焊盘不需要Solder Mask和Paste Mask，因为都在里面。

Through Pad的层和尺寸

Through Pad的制作流程如下：

第一步先设置钻孔参数：

  • 选择单位：Mils/Milimeter等
  • 设置精度：
  • 选择钻孔类型：Circle(圆形)Oval(椭圆形)Rectangle(长方形)
  • 选择孔的金属化类型：Plated（金属化孔）Non-Plated（非金属化孔）
  • 设置钻孔尺寸：根据钻孔类型确定。圆形为钻孔直径，椭圆形和长方形为长和宽
  • 设置公差和偏移（一般不设）：
  • 选择钻孔符号：根据钻孔类型确定。圆形可选不同种类的符号，椭圆形只有Oblong Y，长方形只有Rectangle
  • 设置显示字符：可随便设置，比如A~Z
  • 设置字符大小：根据钻孔类型确定
圆形可以任意设置长和宽
椭圆形和长方形跟钻孔尺寸

第二步进行层叠焊盘设置：

双面焊盘需设置Begin Layer和End Layer，TOP层和BOTTOM层的相关参数。



详细步骤如下：
  • Single layer mode一定不能选
  • Views一栏选择XSection
  • Begin Layer和End Layer
Regular Pad的尺寸比Drill Diameter的尺寸至少大16mil
Thermal Relief 和 Anti Pad要比Regular Pad的尺寸大20mil
  • DEFAULT INTERNAL：中间层

Regular Pad的尺寸比Drill Diameter的尺寸至少大16mil

Thermal Relief 和 Anti Pad要比Regular Pad的尺寸大20mil

  • Solder Mask。比Begin Layer的Regular Pad大6mil。
  • Paste mask。与Begin Layer的Regular Pad一样。


过孔部分的设置详细参考之前的文章《PCB设计之“过孔”》。


支持小编，请点在看